herbicydy z grupy regulatorów wzrostu

advertisement
HERBICYDY Z GRUPY REGULATORÓW WZROSTU
Prof. dr hab. Tadeusz Praczyk
Instytut Ochrony Roślin
Państwowy Instytut Badawczy w Poznaniu
Zakład Badania Środków Ochrony Roślin
1. Opis ogólny
2. Właściwości fizykochemiczne, toksykologia i zachowanie w środowisku
3. Zastosowanie
1. Opis ogólny
Herbicydy określane mianem regulatorów wzrostu są związkami należącymi do różnych
grup chemicznych, a ich wspólną cechą jest to, że działają w roślinach podobnie jak kwas
indolilo-3-octowy (IAA), który jest naturalnym hormonem regulującym wzrost i rozwój
roślin. Stąd też herbicydy te są także nazywane syntetycznymi auksynami. Herbicydy te są
absorbowane przez liście i korzenie i przemieszczane we floemie i ksylemie do stożków
wzrostu pędów i korzeni, gdzie hamują wzrost komórek. Jednakże specyficzne miejsce
działania tych herbicydów w szlaku metabolicznym nie jest dobrze rozpoznane. Uważa się, że
działają one w różnych miejscach szlaku metabolicznego powodując zakłócenia w
równowadze hormonalnej roślin, w biosyntezie kwasów nukleinowych i białek. Ostanie
badania wykazały, że istnieje specyficzna interakcja pomiędzy działaniem auksyn a syntezą
etylenu i kwasu abscysynowego (ABA). Reakcja roślin dwuliściennych na syntetyczne
auksyny przejawia się w nadprodukcji ABA. Ten fitohormon hamuje fotosyntezę, transport
jonów przez błony komórkowe, przyspiesza procesy starzenia się organów i tkanek
roślinnych.
Objawy działania herbicydów z grupy regulatorów wzrost są dobrze znane. Polegają one
nierównomiernym wzroście organów roślinnych (epinastia) prowadzącym do deformacji liści
i pędów. Zahamowaniu ulega także wzrost pędów i korzeni. Objawy te są widoczne krótko po
zastosowaniu herbicydu najpierw na najmłodszych częściach roślin, a całkowite zniszczenie
rośliny następuje zwykle po kilku tygodniach. Rośliny dwuliścienne są bardziej wrażliwe na
działanie syntetycznych auksyn niż jednoliścienne. Niektóre gatunki wykazują objawy
uszkodzeń nawet na niewielkie ilości tego herbicydu. Na przykład dikamba powoduje objawy
uszkodzeń na soi już w ilości 0,01% zalecanej dawki, a 0,001% zalecanej dawki 2,4-D w
postaci estru butylowego jest wystarczająca, aby spowodować uszkodzenia roślin pomidora.
Do najbardziej znanych herbicydów z grupy regulatorów wzrostu należą 2,4-D (kwas 2,4dichlorofenoksyoctowy) i MCPA (kwas 4-chloro-2-metylofenoksyoctowy). Związki te
zostały zsyntetyzowane w latach 40. XX wieku w USA (2,4-D) i w Anglii (MCPA). Były to
pierwsze selektywnie działające herbicydy pochodzenia organicznego. Obecnie znanych jest
kilkanaście syntetycznych auksyn, które znalazły zastosowanie jako środki chwastobójcze, a
ostatnio odkrytym związkiem jest aminocyklopyrachlor (Du Pont).
83
Do herbicydów z grupy regulatorów wzrostu (grupa O według HRAC) należą:
 Pochodne kwasów fenoksykarboksylowych: MCPA, 2,4-D, dichlorprop, mekoprop,
 Pochodne kwasu benzoesowego: dikamba, chloramben, TBA
 Pochodne kwasów pirydynokarboksylowych: chlopyralid, fluroksypyr, pikloram,
trichlopyr, aminopyralid
 Pochodne kwasu pirymidynokarboksylowego: aminocyklopyrachlor
 Pochodne kwasów chinolinokarboksylowych: chinomerak, quinclorac.
2. Właściwości fizykochemiczne, toksykologia i zachowanie w środowisku
Związki należące do syntetycznych auksyn cechują się bardzo zróżnicowaną toksycznością
ostrą w stosunku do ssaków. Do najbardziej toksycznych należą 2,4-D i mekoprop-P,
natomiast najmniej toksyczny jest chlopyralid, a zwłaszcza aminopyralid, którego LD50
wynosi ponad 5000 mg/kg (tabela 1).
Okres połowicznego rozpadu tych herbicydów w glebie (DT50) jest także bardzo
zróżnicowany i wynosi od kilku dni (2,4-D, MCPA), nawet do 116 dni (aminopyralid).
Ważnym wskaźnikiem zachowania się herbicydów w środowisku jest współczynnik
sorpcji (Koc), który charakteryzuje jak silnie dany związek jest adsorbowany przez glebę. Im
silniejsza adsorpcja, tym mniejsze ryzyko przenikania herbicydu do głębszych warstw gleby
(herbicydy silnie sorbowane przez glebą maja współczynnik Koc >500 ml/g)
Tabela 1. Ważniejsze właściwości fizykochemiczne syntetycznych auksyn
Herbicydy
MCPA
2,4-D
Dikamba
Fluroksypyr
Mekoprop-P
Chlopyralid
Aminopyralid
LD50
DT 50
Koc
[mg/kg]
[dni]
[ml/g]
1160
425-764
1707
2405
431-1050
3738
>5000
5-6
2-16
<14
34-68
7-13
14-56
26-116
25-157
20-56
3,45-21,2
51-81
20-43
4,6
0-38,9
Dla praktyki rolniczej ważną cechą herbicydów z grupy regulatorów wzrostu jest
relatywnie wysoka prężność par niektórych związków i form użytkowych, co stwarza
potencjalne ryzyko uszkodzeń roślin nie będących nie będących celem stosowania tych
środków. Jak już zaznaczono we wstępie, niektóre rośliny dwuliścienne wykazują bardzo
dużą wrażliwość na syntetyczne auksyny i już niewielka ich ilość może powodować
uszkodzenia. Dane dotyczące prężności par niektórych herbicydów przedstawiono w tabeli 2.
Symazyna, której prężność par wynosi 8,3 x 10-7 Pa należy do związków nielotnych,
natomiast trifluralina (prężność par 7,3 x 10-3 Pa) uchodzi za związek o dużej lotności.
84
Tabela 2. Prężność par niektórych herbicydów
Herbicydy
Symazyna
Trifluralina
MCPA ester izooctylowy
2,4-D ester izooctylowy
2,4-D ester butylowy
2,4-D ester etylowy
Prężność par [Pa]
8,3 x 10-7
7,3 x 10-3
3,8 x 10-3
2,3 x 10-3
5,4 x 10-2
1,5 x 10-1
Formy estrowe syntetycznych auksyn cechują się na ogół większą lotnością w porównaniu
do soli. Przenoszenie tych związków może odbywać się przez parowanie z opryskiwanej
powierzchni, głównie z gleby. Stąd też w niektórych krajach wprowadzono prawne
ograniczenia stosowania tych herbicydów. Na przykład w Australii formy estrowe
herbicydów z grupy regulatorów wzrostu nie mogą być stosowane w promieniu do 5 km od
winnic i plantacji pomidorów.
3. Zastosowanie
Syntetyczne auksyny są szeroko stosowane w świecie jako herbicydy zwalczające roczne i
wieloletnie chwasty dwuliścienne w uprawie roślin jednoliściennych, głównie zbóż, ale także
na trawnikach i polach golfowych, w uprawach leśnych, w sadownictwie i na terenach
nieużytkowanych rolniczo.
Ze względu na sposób działania w roślinach stosowane są w formie zabiegów nalistnych,
chociaż wykazują także działanie przez glebę. Herbicydy te cechują się największą
aktywnością biologiczną, gdy są stosowane na młode, aktywnie rosnące chwasty, w
warunkach sprzyjających wegetacji (wilgotna gleba, ciepła pogoda).
Wrażliwość chwastów na niektóre syntetyczne auksyny podano w tabelach 3-5.
W celu zwiększenia spektrum zwalczanych chwastów, herbicydy należące do regulatorów
wzrostu mogą być stosowane łącznie z innymi herbicydami, jak np. diflufenikan,
sulfonylomoczniki, herbicydy zwalczające chwasty jednoliścienne (np. fenoksaprop). Szerszy
zakres zwalczanych chwastów można także uzyskać łącząc niektóre substancje z grupy
regulatorów wzrostu np. MCPA + mekoprop (chlopyralid, dikamba, fluroksypyr).
85
Tabela 3. Wrażliwość chwastów na MCPA
Bardzo wrażliwe
Wrażliwe
Średnio wrażliwe
Mało wrażliwe
Odporne
Amaranthus retroflexus
Abutilon theophrasti
Artemisia annua
Achillea millefolium
Artemisia vulgaris
Amaranthus spinosus
Althea rosea
Capsella bursa pastoris
Agrostemma githago
Galium aparine
Amaranthus palmeri
Anthemis arvensis
Carduus nutans
Allium vineale
Oxalis stricta
Arabidopsis thaliana
Barbarea vulgaris
Chrysanthemum leucanthemum
Ambrosia artemisiifolia
Rumex acetosella
Arctium minus
Cammelina comunis
Conyza canadensis
Ambrosia trifida
Saponaria officinalis
Bidens aristosa
Cichorium intybus
Daucus carota
Anthemis cotula
Scleranthus annus
Bidens bipinnata
Convolvulus arvensis
Equisetum arvense
Campanula rapunculoides
Viola arvensis
Brassica nigra
Galinsoga parviflora
Medicago lupulina
Cerastium arvense
Cardamine hirsuta
Iva xanthifolia
Polygonum persicaria
Datura stramonium
Chenopodium album
Papaver rhoeas
Portulaca oleracea
Glechoma hederacea
Chenopodium ambrosioides
Plantago lanceolata
Rorippa sylvestris
Lamium amplexicaule
Galinsoga ciliata
Rumex altissimus
Rumex crispus
Lamium purpureum
Geranium dissectum
Silybum marianum
Rumex obtusifolius
Polygonum amphibium
Hypochoeris radicata
Thlaspi arvense
Scirpus spp.
Stellaria media
Plantago major
Solanum nigrum
Typha angustifolia
Ranunculus repens
Sonchus arvensis
Sagittaria calycina
Vicia angustifolia
Sonchus oleraceus
Xanthium pensylvanicum
Taraxacum officinale
86
Tabela 4. Wrażliwość chwastów na 2,4-D
Bardzo wrażliwe
Wrażliwe
Średnio wrażliwe
Mało wrażliwe
Odporne
Althea rosea
Abutilon theophrasti
Allium vineale
Achillea millefolium
Lithospermum officinale
Amaranthus retroflexus
Amaranthus spinosus
Ambrosia artemisiifolia
Agrostemma githago
Rumex acetosella
Amaranthus palmeri
Ambrosia psilostachya
Ambrosia trifida
Artemisia vulgaris
Scleranthus annus
Arabidopsis thaliana
Artemisia annua
Anthemis arvensis
Campanula rapunculoides
Arctium minus
Cardamine hirsuta
Anthemis cotula
Datura stramonium
Bidens aristosa
Cichorium intybus
Barbarea vulgaris
Equisetum arvense
Brassica nigra
Convolvulus arvensis
Cammelina comunis
Galium aparine
Carduus nutans
Galinsoga ciliata
Capsella bursa pastoris
Lamium amplexicaule
Centaurea cyanus
Hypochoeris radicata
Cerastium arvense
Lamium purpureum
Chenopodium album
Polygonum persicaria
Chrysanthemum leucanthemum
Oxalis stricta
Chenopodium ambrosioides
Ranunculus repens
Conyza canadensis
Polygonum amphibium
Galinsoga parviflora
Rorippa sylvestris
Daucus carota
Saponaria officinalis
Iva xanthifolia
Rumex altissimus
Glechoma hederacea
Viola arvensis
Lactuca serriola
Urtica dioica
Medicago lupulina
Mollugo verticillata
Papaver rhoeas
Oenothera biennis
Portulaca oleracea
Plantago lanceolata
Ranunculus arvensis
Plantago major
Rumex crispus
Sagittaria calycina
Rumex obtusifolius
Silybum marianum
Scirpus spp.
Sonchus oleraceus
Solanum nigrum
Taraxacum officinale
Sonchus arvensis
Thlaspi arvense
Stellaria media
Vicia angustifolia
Trifolium repens
Xanthium pensylvanicum
Typha angustifolia
87
Tabela 5. Wrażliwość chwastów na dikambę
Bardzo wrażliwe
Wrażliwe
Średnio wrażliwe
Amaranthus retroflexus
Hypochoeris radicata
Convolvulus arvensis
Capsella bursa pastoris
Amaranthus spinosus
Iva xanthifolia
Daucus carota
Datura stramonium
Ambrosia artemisiifolia
Lactuca serriola
Galium aparine
Papaver rhoeas
Ambrosia psilostachya
Lamium amplexicaule
Glechoma hederacea
Polygonum amphibium
Ambrosia trifida
Lamium purpureum
Medicago lupulina
Rorippa sylvestris
Anthemis cotula
Lithospermum officinale
Oxalis stricta
Thlaspi arvense
Arabidopsis thaliana
Mollugo verticillata
Plantago lanceolata
Viola arvensis
Arctium minus
Oenothera biennis
Plantago major
Artemisia annua
Polygonum persicaria
Ranunculus repens
Bidens aristosa
Portulaca oleracea
Rumex altissimus
Brassica nigra
Rumex acetosella
Sagittaria calycina
Cardamine hirsuta
Rumex crispus
Saponaria officinalis
Centaurea cyanus
Rumex obtusifolius
Solanum nigrum
Cerastium arvense
Scleranthus annus
Sonchus arvensis
Chenopodium album
Silybum marianum
Urtica dioica
Chenopodium ambrosioides
Sonchus oleraceus
Chrysanthemum leucanthemum
Stellaria media
Cichorium intybus
Taraxacum officinale
Conyza canadensis
Trifolium repens
Galinsoga ciliata
Vicia angustifolia
Galinsoga parviflora
Xanthium pensylvanicum
88
Odporne
Equisetum arvense
Download